トヨタのハイブリッド向けアンチラグ特許 エンジン始動前に過給圧をつくる仕組みと課題

© A. Krivonosov

トヨタは、ハイブリッドシステムの電動機のうち一基を車輪の駆動ではなく、停止したままのガソリンエンジンを事前に回すために使う案を示した。空気がシリンダーと排気を通り抜け、燃料を送る前の段階でタービンを回し始める。エンジンが始動する時点で過給圧はすでに立ち上がっており、アクセル操作に対する応答の遅れが小さくなる。

この方式は競技用のアンチラグとは異なる。従来の仕組みは点火時期を遅らせたり、排気系で余分な燃料を燃やしたりしてタービンを回し続けるため、排気系の温度が急激に上がり、エキゾーストマニホールドやバルブ、ターボチャージャーの摩耗を早める。トヨタの技術は燃焼を伴わない。必要な空気の流れは、モータージェネレーターがクランクシャフトを回すことで生まれる。

出願は二基の電動機を備えるハイブリッドを説明している。一基目はエンジンとつながり、通常は発電機やスターターとして働き、二基目は車両の駆動を直接受け持つ。トヨタは以前からこの役割分担を採用しており、MG1がエンジンを始動して回転数を制御し、MG2が駆動力を生み出してエネルギーを回生する。

制御側は吸気圧、アクセルペダルの踏み込み量、そして許容される回転時間を考慮する必要がある。一部のモードでは圧縮した空気を一時的にエンジン内へ閉じ込め、始動後により早く要求トルクを出せるようにする。トヨタの以前の出願も似た手法に触れており、駆動系が過給領域に入る前に電動機でターボエンジンの回転数を高める内容だった。

通常のハイブリッドにとって実際の利点は限られる。駆動用モーターは低回転域のトルクの落ち込みをもともと補えるからだ。さらに、運転者が感じる間はしばしば変速によるもので、今回の仕組みはその遅れを解消しない。

技術としては高出力のハイブリッドでこそ筋が通る。たとえば現行のトヨタ・クラウン ハイブリッドMAXは2.4リッターのターボエンジンと二基のモーター、6速オートマチックを組み合わせ、340 PSと542 Nmを発生する。ただし今回の特許はクラウンをはじめとする量産車と結び付いておらず、生産準備を裏付けるものでもない。

現時点では技術的な着想であって、新しい装備の発表ではない。量産に載せる意味があるのは、駆動用モーターの出力だけではターボエンジンの始動を隠しきれない領域だろう。